基于空間矢量調(diào)制的矩陣式變換器在高壓變頻系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、矩陣變換器作為一種先進的功率變換器，具有拓撲結(jié)構(gòu)簡單，無中間儲能環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，能量雙向傳遞、適合四象限運行、控制自由度大、輸入功率因數(shù)可調(diào)，可獲得正弦形的輸入電流和輸出電壓、動態(tài)響應(yīng)快、波形失真度小等眾多優(yōu)點，已經(jīng)成為功率變換器研究的熱點。
　　首先，為克服傳統(tǒng)變換器存在的響應(yīng)速度慢，功率因素低等缺點問題，本文結(jié)合臥龍集團杭州研究院有限公司W(wǎng)L-Hvdrive_M研發(fā)項目，提出將基于空間矢量調(diào)制的矩陣變換器應(yīng)用在高壓變頻系統(tǒng)的方

2、案。并簡單介紹了其拓撲結(jié)構(gòu)、控制方法，提出了目前存在的問題。
　　其次，本文以矩陣變換器的空間矢量調(diào)制作為研究重點，詳細分析了虛擬等效交-直-交調(diào)制策略，得出了輸出線電壓與輸入電壓以及輸出線電流與輸入電流之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，推導(dǎo)出矩陣變換器中的占空比表達式和開關(guān)狀態(tài)的確定方法，運用互相嵌套的雙空間矢量調(diào)制策略，使變換器輸出線電壓和輸入相電流滿足正弦變化。
　　在分析比較了三種換流策略之后，選擇了基于電壓信號檢測的四步換流法來完成

3、雙向開關(guān)的安全換流，這方法簡單可靠且容易實現(xiàn)。接著建立了矩陣變換器仿真模型，分別對三相電壓源模塊、電壓檢測模塊、輸入濾波器、控制策略模塊以及空間矢量調(diào)制模塊進行了介紹，仿真結(jié)果顯示在電機啟動、穩(wěn)態(tài)運行以及變速時，實際速度可以跟隨參考值，響應(yīng)速度快。同時三相輸出電流正弦變化，諧波含量少，具有優(yōu)良的輸入輸出特性，這驗證了空間矢量調(diào)制策略的有效性和正確性，為矩陣變換器應(yīng)用于高壓變頻系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
　　最后，本文設(shè)計了級聯(lián)型矩陣式高壓變

4、頻器硬件結(jié)構(gòu)，對變頻器的功率單元、移相變壓器副邊繞組進行了分析，為了提高矩陣變換器的可靠性和持續(xù)工作能力，對矩陣式高壓變頻器進行了旁路設(shè)計和工變切換設(shè)計。為了用弱電控制強電，且不產(chǎn)生干擾問題，在功率單元與主控系統(tǒng)之間選擇了光纖傳輸，完成了連接設(shè)計和參數(shù)的確定。之后根據(jù)前面各部分的硬件控制電路，詳細說明了控制軟件的實現(xiàn)思路，設(shè)計了軟件流程圖。最后對級聯(lián)型矩陣式高壓變頻器進行了現(xiàn)場實驗，得到了實驗波形，通過對變頻器的各種頻率下輸出電壓波形的